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CO2人工合成淀粉实现喝西北风就能吃

来源:淀粉 时间:2024/2/29

北京时间9月24日凌晨,由中国科学院天津工业生物技术研究所(简称中科院天津工业生物所,TIB)主导完成的人工合成淀粉重大科技突破进展成果论文,在著名国际学术期刊《科学》上线发表,从而为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造“打开了一扇窗”。

淀粉是“粥饭”中最主要的碳水化合物,是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分,也是重要的工业原料。目前主要由玉米等作物通过光合作用固定二氧化碳产生。这个过程涉及大约60个生化反应以及复杂的生理调控。该工艺的理论能量转换效率仅为2%左右。

目前,迫切需要可持续供应淀粉和利用二氧化碳的战略来克服人类面临的重大挑战,例如粮食危机和气候变化。设计不依赖于植物光合作用的新途径将二氧化碳转化为淀粉是一项重要的创新科技任务,将成为当今世界的一项重大颠覆性技术。此前,多国科学家积极探索,但一直未取得实质性重要突破。

中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。

人造淀粉合成代谢途径的设计和模块化组

核磁共振等检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。实验室初步测试显示,人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。

在充足能量供给的条件下,按照目前技术参数,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。

好家伙,把二氧化碳直接变成淀粉——不需要土地种植农作物,而是像酿造啤酒一样,淀粉可以从工厂中直接制造出来。

这是不是意味着我们可以不需要依赖农耕,直接用空气制造粮食和工业原料,真正实现“西北风喝到饱”呢?

这么说还为时尚早。

首先,这项研究,确实为实现高效的工业化淀粉生产提供了可能性,但是作为实验室产出的初步成果,还需要科学家们持续的优化和推动,才能让这项技术走出实验室,投入实际应用。

其次,要让人工合成淀粉与农业种植相比具有经济可行性,也需要一个艰难、持续的科技攻关过程。

最后,农业是指国民经济中一个重要产业部门,属于第一产业。广义农业是指包括种植业、林业、畜牧业、渔业、副业五种产业形式,狭义农业是指种植业。农业的最大功能是解决人们的吃饭等基本生活问题,这是任何其它产业都无法替代的。淀粉虽好,但毕竟过于单一,哪有瓜果蔬菜、鱼肉禽蛋等的美味。

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